江苏省高考化学一轮复习专题《物质结构与性质》《晶体结构与性质》苏版含解析

...wd......wd......wd...课时35晶体构造与性质1(2011·海南高考)(1)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积构造，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为；该晶体中原子之间的作用力是。(2)上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。假设将Cu原子与Au原子等同对待，该晶体储氢后的晶胞构造与CaF2(见右图)的构造相似，该晶体储氢后的化学式应为。【答案】(1)3∶1金属键(2)H8AuCu3【解析】(1)由于是面心立方最密堆积，晶胞内N(Cu)=6×=3，N(Au)=8×=1。(2)根据CaF2构造图可以知道，氢原子在晶胞内(大球)，数目是8个，储氢后的化学式为H8AuCu3。2(1)(2015·盐城期中)立方BP(磷化硼)的晶胞构造如图1所示，晶胞中含B原子数目为。图1图2(2)(2015·徐州期中)科学家把C60和K掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能，其晶胞如图2所示。该化合物中的K原子和C60分子的个数比为。(3)(2015·南京调研)铁有δ、γ、α三种同素异形体，γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为，δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为。【答案】(1)4(2)3∶1(3)44∶3【解析】(1)晶胞中B原子位于顶点和面心，数目为8×+6×=4。(2)晶胞中K原子数目=2×6×=6、C60分子数目=1+8×=2，故晶胞中K原子、C60分子数目之比为3∶1。(3)利用均摊法计算得γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为8×+6×=4；根据晶胞的构造可知，δ晶胞中以顶点铁原子为例，与之距离最近的铁原子是体心上的铁原子，这样的原子有8个，所以铁原子的配位数为8，α晶胞中以顶点铁原子为例，与之距离最近的铁原子是与之相连的顶点上的铁原子，这样的原子有6个，所以铁原子的配位数为6，所以δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为4∶3。3(1)(2014·江苏高考)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞构造如图1所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为。(2)(2013·江苏高考)Zn(X)与S(Y)所形成化合物晶体的晶胞如图2所示。在1个晶胞中，X离子的数目为。该化合物的化学式为。(3)(2011·江苏高考)元素Cu的一种氯化物晶体的晶胞构造如图3所示，该氯化物的化学式为。(4)(2010·江苏高考)CaC2晶体的晶胞构造与NaCl晶体的相似(如图4所示)，但由于CaC2晶体中哑铃形的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中，1个Ca2+周围距离最近的数目为。图1图2图3图4【答案】(1)12(2)4ZnS(3)CuCl(4)4【解析】(1)铜为面心立方堆积，配位数为12。(2)X处于晶胞的顶点和面心，故数目为8×+6×=4，Y处于晶胞内部，数目是4，所以X与Y的个数比为1∶1，化学式是ZnS。(3)根据图示，晶胞中白球数目是8×+6×=4，黑球数目是4，所以铜的氯化物化学式是CuCl。(4)从晶胞构造图中可以看出，1个Ca2+周围距离最近的有4个，而不是6个，要特别注意题给的信息(使晶胞沿一个方向拉长)。4(1)钠、钾、铬、钼、钨等金属晶体的晶胞属于体心立方，则该晶胞中属于1个体心立方晶胞的金属原子数目是。氯化铯晶体的晶胞如图1，则Cs+位于该晶胞的，而Cl-位于该晶胞的，Cs+的配位数是。(2)铜的氢化物的晶体构造如图2所示，写出此氢化物在氯气中燃烧的化学方程式：。(3)图3为F-与Mg2+、K+形成的某种离子晶体的晶胞，其中“○〞表示的离子是(填离子符号)。(4)实验证明：KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的构造与NaCl晶体构造相似(如图4所示)，3种离子晶体的晶格能数据如下表：离子晶体NaClKClCaO晶格能/kJ·mol这4种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是。其中MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有个。图1图2图3图4【答案】(1)2体心顶点8(2)2CuH+3Cl22CuCl2+2HCl(3)F-(4)TiN>MgO>CaO>KCl12【解析】(1)体心立方晶胞中，1个原子位于体心，8个原子位于立方体的顶点，故1个晶胞中金属原子数为8×+1=2；氯化铯晶胞中，Cs+位于体心，Cl-位于顶点，Cs+的配位数为8。(2)由晶胞可知，粒子个数比为1∶1(铜为8×+6×=4，H为4)，化学式为CuH，+1价的铜与-1价的氢均具有较强的复原性，氯气具有强氧化性，产物为CuCl2和HCl。(3)由晶胞构造可知，黑球有1个，灰球有1个，白球有3个，由电荷守恒可知n(Mg2+)∶n(K+)∶n(F-)=1∶1∶3，故白球为F-。(4)从3种离子晶体的晶格能数据知道，离子所带电荷越大、离子半径越小，离子晶体的晶格能越大，离子所带电荷数：Ti3+>Mg2+，离子半径：Mg2+<Ca2+，所以熔点：TiN>MgO>CaO>KCl；MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有12个。5.有以下八种晶体：A.水晶B.冰醋酸C.氧化镁D.白磷E.晶体氩F.氯化铵G.铝H.金刚石用字母答复以下问题：(1)属于原子晶体的化合物是，直接由原子构成的晶体是，由单原子分子构成的晶体是。(2)由极性分子构成的晶体是，含有共价键的离子晶体是，属于分子晶体的单质是。(3)在一定条件下能导电而不发生化学变化的是，受热熔化后化学键不发生变化的是，需抑制共价键的是。【答案】(1)AAEHE(2)BFDE(3)GBDEAH【解析】属于原子晶体的是金刚石和水晶，金刚石由C原子构成，水晶即SiO2，由Si和O原子构成；属于分子晶体的是冰醋酸、白磷和晶体氩，冰醋酸是极性分子，白磷是非极性分子，晶体氩是由氩原子构成的分子晶体；属于离子晶体的是氧化镁、氯化铵，氧化镁由镁离子和氧离子构成，氯化铵由铵根离子与氯离子构成；铝属于金属晶体，金属的导电是靠自由电子的移动，并不发生化学变化，但金属熔化时，金属键被破坏；分子晶体的熔化只需要抑制分子间作用力，而原子晶体、离子晶体的熔化分别需要抑制共价键、离子键。6.(1)(2015·淮安联考)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如以以以下列图所示。体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为，Fe原子周围距离最近的铁原子数目之比为。(2)(2015·南通模拟)铁铝合金的一种晶体属于面心立方构造，其晶胞可看成由8个小体心立方构造堆砌而成。小立方体如以以以下列图所示，该合金的化学式为。(3)(2015·宿迁联考)钛酸钡的晶胞如右图所示，其化学式为。【答案】(1)1∶22∶3(2)AlFe3(3)BaTiO3【解析】(1)体心立方晶胞中含有Fe原子的个数为8×+1=2，面心立方晶胞中含有Fe原子的个数为8×+6×=4，所以Fe原子个数之比为1∶2；体心立方晶胞中每个Fe原子周围有8个Fe原子，面心立方晶胞中每个Fe原子周围有12个Fe原子，故Fe原子配位数之比为8∶12=2∶3。(2)Fe的数目为4×+1=，Al的数目为4×=，所以该合金的化学式为AlFe3。(3)Ba位于体心，数目为1，Ti位于顶点，数目为8×=1，O位于棱上，数目为12×=3，化学式为BaTiO3。7.以以以下列图分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨构造中的某一种的某一局部。ABCDE(1)代表金刚石的是(填字母)，其中每个碳原子与个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于晶体。(2)代表石墨的是(填字母)，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为个。(3)表示NaCl的是(填字母)，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+有个。(4)代表CsCl的是(填字母)，它属于晶体，每个Cs+与个Cl-紧邻。(5)代表干冰的是(填字母)，它属于晶体，每个CO2分子与个CO2分子紧邻。(6)石墨中碳碳键的键长比金刚石中碳碳键的键长短，则上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为。【答案】(1)D4原子(2)E2(3)A12(4)C离子8(5)B分子12(6)石墨>金刚石>NaCl>CsCl>干冰【解析】(1)金刚石具有正四面体网状构造，为原子晶体，每个C与另外4个C以共价键结合。(2)石墨构造中具有层状网状构造，每个正六边形占有的碳原子数是6×=2。(5)B构造代表干冰，为分子晶体，每个CO2分子与12个CO2分子紧邻。(6)不同类型晶体的熔、沸点上下一般规律：原子晶体>离子晶体>分子晶体，其中Na+半径小于Cs+半径，NaCl晶格能>CsCl晶格能，所以五种物质熔点由高到低的排列顺序为石墨>金刚石>NaCl>CsCl>干冰。8.右图为某种晶胞构造示意图。试答复以下问题：(1)假设这是一个分子晶体的晶胞，其代表物质是。(2)假设这是一个金属晶体的晶胞，其代表物质是。(3)假设这是一个不完整的金刚石晶胞，则晶胞中其他碳原子的数目和位置是。(4)假设这是一个不完整的NaCl晶胞，且顶点和面心的实心球表示Na+，则晶胞中Cl-位置是。【答案】(1)干冰、碘等(2)铜(3)其他4个碳原子位于4个互不相邻小立方体的中心(4)体心和12条棱边的中心【解析】(1)该晶胞是面心立方，对应分子晶体有干冰、碘等。(2)该晶胞是面心立方，对应金属晶体有铜。(3)如果是金刚石晶胞，金刚石晶体中5个碳原子构成正四面体构造，即其他4个碳原子位于4个互不相邻小立方体的中心。(4)NaCl晶胞中每个Na+被6个Cl-所包围，同样每个Cl-也被6个Na+所包围，所以晶胞中Cl-位置是体心和12条棱边的中心。9.(1)①Zn晶体属于六方堆积，其晶胞构造见图1，则P点原子被个晶胞所共用。②ZnO的熔点比ZnS的熔点高，其原因是。(2)金属钾、铜晶体的晶胞构造如以以以下列图2、3(请先判断对应的图)，钾、铜两种晶体晶胞中金属原子的配位数之比为。(3)氮化铝(其晶胞如图4所示)可由氯化铝与氨经气相反响制得。氮化铝的化学式为。图1图2图3图4【答案】(1)①12②O2-半径小于S2-，氧化锌晶格能比硫化锌晶格能大(2)2∶3(3)AlN【解析】(1)①根据图示知夹角为60°，在同一平面有六个晶胞共用P点原子，同时上一个平面还有六个晶胞共用P点原子。②ZnO和ZnS为离子晶体，因O2-半径小于S2-，故氧化锌晶格能比硫化锌晶格能大，熔点高。(2)图2为体心立方，为金属钾，一个钾原子周围有8个钾原子，所以配位数为8，图3为面心立方，一个铜原子周围有12个铜原子，所以配位数为12，两种晶体配位数之比为2∶3。(3)晶胞中N原子数目为8×+1=2，Al原子数目为4×+1=2，原子个数比为1∶1，所以化学式是AlN。10.(1)(2014·新课标Ⅰ卷)Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有个铜原子。(2)(2014·新课标Ⅱ卷改编)Cu和O形成的一种离子化合物的晶体构造如图1，则铜离子的电荷为。(3)(2014·四川高考)Mg与某元素形成的化合物的晶胞如图2所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是。图1图2图3(4)(2014·山东高考)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图3所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为，该材料的化学式为。【答案】(1)16(2)+1(3)2∶1(4)12M3C60【解析】(1)该晶胞中含氧原子数为×8+×6+4=8，则该晶胞中含铜原子数目是氧原子的2倍，即16个。(2)Cu与O能形成两种化合物，根据均摊法可由原子数比确定该化合物的化学式为Cu2O，Cu为+1价。(3)该晶胞中阳离子的个数为1+8×=2，阴离子的个数为4×+2=4，则阴离子与阳离子的个数比为2∶1。(4)该晶胞中M原子的个数为12×+9=12，该晶胞中含有C60的个数为8×+6×=4，因此该晶胞的化学式为M3C60。11.(2013·泰州期末)单晶硅的构造与金刚石构造相似，假设将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键，则得以以以下列图所示的金刚砂(SiC)构造；假设在晶体硅中所有Si—Si键中插入O原子即得SiO2晶体。(1)在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为。(2)判断：a.SiO2，b.干冰，c.冰3种晶体的熔点从小到大的顺序是(填字母)。【答案】(1)12(2)b<c<a【解析】(1)从图示可以看出金刚砂中Si原子位置构成面心立方，每个Si原子周围最近的Si原子数目为12，则每个C原子周围最近的C原子数目也为12。(2)SiO2属于原子晶体，熔点很高，干冰与冰都是分子晶体，冰的熔点是0℃，而干冰在0℃时为气体，所以熔点从小到大的顺序是b<c<a。12.(1)(2013·山东理综)利用“卤化硼法〞可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，右图为其晶胞构造示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为，该功能陶瓷的化学式为。(2)(2013·新课标Ⅰ卷)单质硅存在与金刚石构造类似的晶体，其中原子与原子之间以相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置奉献个原子。(3)(2013·海南高考)碳的一种同素异形体的晶胞如右图所示，右图对应的物质名称是，其晶胞中的原子数为，晶体类型为。(4)(2013·福建理综)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反响直接得到：4NH3+3F2NF3+3NH4F，上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有(填字母)。a.离子晶体b.分子晶体c.原子晶体d.金属晶体【答案】(1)2BN(2)共价键3(3)金刚石8原子晶体(4)abd【解析】(1)晶胞中大球的数目是8×+1=2，小球的数目是4×+1=2，所以每个晶胞中含有B原子的个数为2，功能陶瓷的化学式为BN。(2)单质硅晶体属于原子晶体，原子之间作用力为共价键，面心位置奉献原子是6×=3。(3)由图可知每个原子周围有4个键，判断为金刚石，属于原子晶体，晶胞中的原子数为8×+6×+4=8。(4)Cu属于金属晶体，NH3、F2、NF3属于分子晶体，NH4F属于离子晶体。13.(1)(2013·南通三模)以四氯化钛、碳化钙、叠氮酸盐作原料，可以生成碳氮化钛化合物。其构造是用碳原子取代氮化钛晶胞(构造如图Ⅰ)顶点的氮原子，这种碳氮化钛化合物的化学式为。(2)(2013·南通二模)图Ⅱ是由Q、Cu、O三种元素组成的一种高温超导体的晶胞构造，其中Cu为+2价，O为-2价，则Q的化合价为价。(3)(2013·南通一模)一种新型阳极材料LaCrO3的晶胞如图Ⅲ所示，距离每个Cr原子最近的原子有6个，则图Ⅲ中原子代表的是Cr原子。图Ⅰ图Ⅱ图Ⅲ【答案】(1)Ti4CN3(2)+3(3)C【解析】(1)根据均摊法，晶胞中Ti数目为12×+1=4，晶胞中C原子(顶点)数目是8×=1，晶胞中N原子(面心)数目是6×=3，所以碳氮化钛化合物的化学式为Ti4CN3。(2)根据均摊法，晶胞中大黑球数目是8×+2=4，小黑球数目是8×+1=2，白球数目是16×+4×+2=8，超导体的化学式为Q2CuO4，因为Cu为+2价，O为-2价，所以Q的化合价为+3价。(3)根据均摊法，晶胞中A原子数目是8×=1，B原子数目是6×=3，即为氧原子，C原子数目是1，根据图示，C原子最近的氧原子有6个，所以C是Cr原子。14.(1)(2015·新课标Ⅰ卷)O和Na形成某种化合物的晶胞构造如图1所示，此化合物的化学式为，晶胞中O原子的配位数为。(2)(2013·新课标Ⅰ卷)A(F元素)、B(K元素)和D(Ni元素)三种元素组成的一种化合物的晶胞如图2所示。该化合物的化学式为，D的配位数为。图1图2(3)(2014·海南高考)金刚石晶胞构造如图3所示，则其晶胞中含有个碳原子。图3【答案】(1)Na2O8(2)K2NiF46(3)8【解析】(1)灰球数目是8×+6×=4，黑球数目是8，则为Na2O晶体，灰球为氧原子，配位数为8。(2)该晶胞中F原子个数=16×+4×+2=8，K原子个数=8×+2=4，Ni原子个数=8×+1=2，所以该化合物的化学式为K2NiF4，根据晶胞构造知，Ni的周围有6个F原子距其最近，故D的配位数是6。(3)由金刚石的晶胞构造可知，晶胞内部有4个C原子，面心上有6个C原子，顶点有8个C原子，所以金刚石晶胞中C原子数目为4+6×+8×=8。15.CaF2晶体构造如图Ⅰ所示，H3BO3(硼酸)晶体构造如图Ⅱ所示，铜形成晶体的构造如图Ⅲ所示。图Ⅰ图Ⅱ图Ⅲ(1)图Ⅰ所示的CaF2晶体中与钙离子最近且等距离的氟离子数为，图Ⅲ中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为。(2